Оглавление блога

пятница, 13 марта 2015 г.

Прощайте, гравитационные волны...


Gravitacijskih valov za zdaj ni
1. feb 2015 ob 15:40
Znanost in tehnologija

https://slo-tech.com/novice/t634725#crta

Strukture v vesolju.
 
Prah, kot ga vidi Planck
По-видимому, гравитационных волн не существует

Структуры во Вселенной.

Какую пыль увидел Планк?


ESA - Podrobna analiza podatkov, ki so jih pridobili vesoljski satelit Planck in zemeljskega detektorja BICEP2 in Keck Array, je pokazala, da dokazov za obstoj gravitacijski valov ni. S tem so zavrnili preliminarne rezultate, ki so jih objavili lani in so nakazovali na detekcijo gravitacijskih valov iz najzgodnejšega obdobja v zgodovini vesolja.
Европейское космическое агентство: Анализ данных, полученных с космической обсерватории Планк, и данных с наземного датчика реликтового излучения BICEP2 и цепочки Кек (Keck Array), не выявил доказательств существования гравитационных волн, хотя предварительные результаты, опубликованные в прошлом году, указывали на наличие гравитационных волн в период истории Вселенной, самый благоприятный для их обнаружения.


To bi imelo pomembne implikacije za razumevanje znanosti, a so bili zelo glasni skeptični glasovi, ki so izpostavljali pomanjkljivosti v eksperimentu. Ker je poročilo o gravitacijskih valovih sedaj umaknila kar ista raziskovalna skupina, ki ga je lani napovedala, je zavrnitev praktično dokončna, vsekakor pa zelo gotova.
Подтверждение их наличия повлекло бы важные последствия для научной картины мира, но скептики активно критиковали упущения эксперимента. Поскольку существование гравитационных волн теперь опровергла та же группа ученых, которая в прошлом году его подтверждала, их вывод практически является окончательным, или почти неопровержимым.


Gravitacijski valovi bi dokazali obstoj kratkega, a burnega obdobja v zgodovini izjemno mladega vesolja, ki naj bi se med 10-36 in 10-32 sekunde povečalo vsaj za faktor 1078. Razlog za tako ekstremno povečanje je nepravi vakuum, v katerem naj bi se nahajalo mlado vesolje. Ko se je napihnilo, se je sesedlo v pravi vakuum, hkrati pa se je zravnalo (današnje meritve kažejo, da je v okviru eksperimentalne napake vesolje v vidnih treh prostorskih dimenzijah evklidsko ravno).
Существование таких волн доказало бы наличие короткого, но богатого событиями периода в ранней молодости Вселенной, которая за период между 10-36 и 10-32 долями секунды увеличилась в размерах в 1078 раз, поскольку тогда молодая Вселенная находилась в ложном вакууме. Заполнив ложный вакуум, она погрузилась в истинный вакуум и при этом выровнялась: измерения показывают, что, в пределах погрешности эксперимента, сейчас размеры Вселенной в видимых трех измерениях Евклидова пространства равны.


Problem elegantne teorije - kolikor so pač teorije o zgodnjem vesolju in bizarnem dogajanju v tistem času lahko elegantne - je njena dokazljivost. Dogajanja iz tega časa ne moremo "videti", ker je vesolje postalo prosojno za elektromagnetno valovanje (svetlobo) šele pri starosti 380.000 let. Tedaj so se elektroni in protoni združili v vodikove atome, zato se je srednja prosta pot fotonov povečala prek Hubblovega radija (to je efektivno velikost vidnega vesolja). Po domače - svetloba je lahko prepotovala z enega konca na drugega, če se ni ravno zaletela v kakšno zvezdo. Danes to prasvetlobo vidimo kot mikrovalovno sevanje ozadja.
Проблема этой стройной концепции молодой Вселенной и причудливого стечения обстоятельств в том, что они трудно доказуемы. Мы не можем "видеть" столь давние события, поскольку Вселенная стала проницаемой для электромагнитных волн (света) только в возрасте 380 тыс. лет, когда из электронов и протонов образовались атомы водорода, и фотон, в среднем, мог преодолеть по прямой расстояние, превышающее радиус Хаббла (это эффективный размер видимой Вселенной). Проще сказать, свет мог пересечь Вселенную из конца в конец, если, конечно, на его пути не попадалась какая-нибудь звезда. Сейчас этот сверхдавний свет мы "видим" как микроволновое реликтовое излучение.


Gravitacijske valove, ki bi nastali zaradi inflacije v zgodnji fazi vesolja, bi lahko zaznali posredno, saj bi potem povzročili vrtinčasto polarizacijo sevanja ozadja. Polarizacija svetlobe je poenostavljeno povedano smer vektorja električnega polja (lahko bi jo definirali tudi v smislu magnetnega polja, saj sta njuna vektorja pravokotna drug na drugega in na smer propagacije). Polarizacija sevanja ozadja tipa E (analogija na električno polje) nima vrtincev, saj je krožna in radialna, polarizacija tipa B (analogija na magnetno polje) pa jih ima, saj je vrtinčasta. In gravitacijski valovi so edini znani vir slednjega tipa polarizacije.
Гравитационные волны, которые возникли бы в результате "раздувания" Вселенной в соответствующий период ее истории, можно было бы обнаружить по косвенным признакам: они вызвали бы вихревую поляризацию реликтового излучения - то есть, по направлению вектора электрического поля (или магнитного - их векторы перпендикулярны друг другу и направлению луча). Поляризация реликтового излучения типа Е (аналог электрического поля) - безвихревая, круговая и радиальная. Поляризация типа В (аналог магнитного поля) - вихревая, а, насколько известно, только гравитационные волны могут вызвать вихревую поляризацию.


In sedaj smo ugotovili, da je - ni. S tem je padlo v vodo odkritje, ki bi bilo vredno Nobelove nagrade. Izgubili smo namreč dokaz za obstoj gravitacijskih valov. Neobstoj dokaza namreč ne dokazuje neobstoja, pa smo spet na začetku.
И вот, оказывается, что их нет. А ведь это могло стать открытием, достойным Нобелевской премии. Доказать существование этих волн не удалось. Но отсутствие доказательств существования не является доказательством несуществования, то есть, теперь всё нужно начинать сначала.


Kaj pa so sploh izmerili v kolaboraciji BICEP2, da so se (prezgodaj) veselili? Razlog je prah. Rimsko cesto napolnjujejo ogromne zaplate vesoljskega prahu, ki so zaslepile meritve. Izjemno težko je namreč ločiti prasevanje ozadja in sevanje zaradi prahu (tudi sevanje ospredja), saj tudi slednje spreminja polarizacijo svetlobe.
Что же из обнаруженного в прошлом году рамках проекта BICEP2, можно было истолковать как наличие гравитационных волн? Пыль. Млечный путь усеян огромными пятнами космической пыли, они-то и исказили измерения. Очень трудно отличить реликтовое излучение от прошедшего сквозь пыль, поскольку пыль тоже изменяет поляризацию света.


Vpliv prahu se odšteva z modeli, ki pa očitno niso bili dovolj natančni oziroma so podcenili vpliv prahu. BICEP2 je namreč meril pri eni sami frekvenci, kar nikoli ni dobra ideja - je pa včasih edina možna. Planck je meril v devetih kanalih in pokazal, da je prispevek ospredja večji, kot so sprva ocenili. V vmesnem času so postali dostopni tudi podatki eksperimenta Keck Array iz leta 2012-2013, ki je prav tako potekal na Južnem polu, ki je potrdil Planckove pomisleke.
Влияние пыли вычисляется на модели и вычитается из искаженного результата. Видимо, модель была неточной, поэтому его недооценили. В проекте BICEP2 поляризацию определяли на одной единственной частоте, что не совсем корректно, но на тот момент другой возможности не было. Космический аппарат Планк мерил в 9-ти каналах и оказалось, что величина послереликтовой составляющей больше первоначальных оценок. А между тем стали доступны измерения эксперимента Kick Array за 2012-2013 гг., проводившегося на Южном полюсе. Они подтвердили предположения, возникшие на основании измерений аппарата "Планк".


Poanta zgodbe je, da je znanost pokazala, kako deluje. Rezultati eksperimenta so načeloma vedno razložljivi z več teorijami in naloga znanosti je razlikovati med njimi. To pa je mogoče le tako, da poizkuse kritično reproducira več laboratorijev in da se rezultate primerja. In na koncu ostane teorija, ki je najverjetnejša, a mora biti ves čas pripravljena prepustiti mesto drugi, ki se izkaže kot primernejša.
На этом примере наглядно видно, как действует наука. Результаты любого эксперимента можно объяснить с помощью нескольких теорий. Задача науки выбрать одну из них. Этот выбор, в свою очередь, воспримут с недоверием в нескольких научных лабораториях, и повторят опыты, чтобы проверить результаты. После чего останется одна теория, наиболее точно согласующаяся с полученными результатами. Но и она в любой момент может уступить место другой, если та окажется еще более подходящей.

Комментариев нет :